ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Российский патент 2003 года по МПК H03D7/16 

Описание патента на изобретение RU2213410C1

Предлагаемый преобразователь частоты относится к областям радиотехники и может использоваться в супергетеродинных приемниках.

Известны преобразователи частоты (авт. свид. СССР 1713082; патент РФ 2176128; Справочник по радиолокации. Под ред. М. Скольника. Т.3 - М.: Сов. радио, 1979, с. 144-145, рис.3, в; Радиоприемные устройства. Под ред. А.Г. Зюко. - М.: Связь, 1975, с.107-113, рис.6.1 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Преобразователь частоты" (авт. свид. СССР 1713082, H 03 D 7/16, 1989), который и выбран в качестве прототипа.

Указанный преобразователь частоты обеспечивает подавление сигналов (помех), принимаемых по дополнительным (зеркальному и комбинационным) каналам.

Однако в супергетеродинных приемниках с точки зрения расширения диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина целесообразно не подавлять, а использовать дополнительные каналы приема.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования зеркальных каналов приема.

Поставленная задача решается тем, что преобразователь частоты, содержащий последовательно включенные первый смеситель, первый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединен с выходом первого гетеродина, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно подключенные к входу преобразователя частоты второй смеситель и второй усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные первый амплитудный детектор и первый ключ, снабжен вторым гетеродином, третьим, четвертым и пятым усилителями промежуточной частоты, вторым и третьим амплитудными детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, коррелятором и пороговым блоком, причем второй вход второго смесителя соединен с выходом второго гетеродина, вход первого амплитудного детектора соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены коррелятор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, пороговый блок и четвертый ключ, второй вход которого через первый ключ соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход является первым выходом преобразователя частоты, к выходу первого смесителя последовательно подключены третий усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, а выход является третьим выходом преобразователя частоты, к выходу первого смесителя последовательно подключены четвертый усилитель промежуточной частоты и второй ключ, второй вход которого через последовательно включенные пятый усилитель промежуточной частоты и третий амплитудный детектор соединен с выходом второго смесителя, а выход является вторым выходом преобразователя частоты.

Структурная схема преобразователя частоты представлена на фиг.1. Частотная диаграмма, поясняющая процесс образования зеркальных каналов приема, изображена на фиг.2.

Преобразователь частоты содержит последовательно включенные первый смеситель 1, первый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединен с выходом первого гетеродина 3, первый усилитель 5 промежуточной частоты, первый ключ 13, второй вход которого через первый амплитудный детектор 10 соединен с выходом второго усилителя 6 промежуточной частоты, и четвертый ключ 18, выход которого является первым выходом I преобразователя частоты, последовательно подключенные к входу преобразователя частоты второй смеситель 2, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 4, второй усилитель 6 промежуточной частоты и третий ключ 15, второй вход которого через последовательно включенные третий усилитель 7 промежуточной частоты и второй амплитудный детектор 11 соединен с выходом первого смесителя 1, а выход является третьим выходом III преобразователя частоты последовательно подключенные к выходу второго смесителя 2 пятый усилитель 9 промежуточной частоты, третий амплитудный детектор 12 и второй ключ 14, второй вход которого через четвертый усилитель 8 промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя 1, а выход является вторым выходом II преобразователя частоты.

Преобразователь частоты работает следующим образом.

Частоты Wг1 и Wг2 гетеродинов 3 и 4 перестраиваются синхронно и разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты и выбраны симметричными относительно частоты Wс (фиг.2)
Wг2-Wг1=2 Wпp, Wc-Wг1=Wг2-Wc=Wпр.

Частота настройки Wн1 усилителей 5, 6 и 8 промежуточной частоты выбрана равной промежуточной частоте
Wн1=Wпр.

Частота настройки Wн2 усилителей 7 и 9 промежуточной частоты выбрана равной утроенному значению промежуточной частоты
Wн2=3 Wпр.

Устранение неоднозначности при одновременном приеме по зеркальным каналам на частотах Wз1 и Wз2 достигается корреляционной обработкой канальных сигналов.

Если принимаемый сигнал, например с фазовой манипуляцией (ФМН)
Uc(t) = Vc•Cos[Wc•t+ϕк1(t)+ϕc], 0≤t≤Tc,
где Vc, Wc, ϕc, Тc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;
ϕк1(t) = {0,π} - - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, поступает по основному каналу на частоте Wc, то он поступает на первые входы смесителей 1 и 2, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродинов 3 и 4 соответственно:
1(t) = Vг1(t)•Cos(Wг1•t+ϕг1),
2(t) = Vг2(t)•Cos(Wг2•t+ϕг2).
На выходах смесителей 1 и 2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5, 6 и 8 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты:
Uпр1(t) = Vпр1•Cos[Wпр•t+ϕк1(t)+ϕпр1];
Uпр2(t) = Vпр2•Cos[Wпр•t-ϕк1(t)+ϕпр2]; 0≤t≤Tc,
где Vnp1=1/2К•VcVг1;
Vnp2=1/2К•VcVг2;
К - коэффициент передачи смесителей;
Wnp=Wc-Wг1=Wг2-Wс
ϕпр1 = ϕc-ϕг1; ϕпр2 = ϕг2-ϕc.
Напряжение Unp2(t) детектируется амплитудным детектором 10 и поступает на управляющий вход ключа 13, открывая его. Ключи 13, 14, 15 и 18 в исходном состоянии всегда закрыты.

Напряжения Unp1(t) и Unp2(t) с выходов усилителей 5 и 6 промежуточной частоты одновременно поступают на два входа коррелятора 16, выходное напряжение которого подается на вход порогового блока 17, где сравнивается с пороговым уровнем Vnop. Пороговое напряжение Vnop выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи.

Так как канальные напряжения Unp1(t) и Unp2(t), поступающие на два входа коррелятора 16, образованы одним и тем же сигналом Uc(t}, то между ними существует сильная корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора 16 превышает пороговый уровень Vnop, при этом в пороговом блоке 17 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 18 и открывает его.

Напряжение Unp1(t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытые ключи 13 и 18 поступает на первый выход I для дальнейшей обработки.

Если ФМН-сигнал
1(t) = Vз1•Cos[Wз1•t+ϕк2(t)+ϕз1]; 0≤t≤Tз1,
принимается по первому зеркальному каналу на частоте Wз1 (фиг.2), то преобразованные по частоте сигналы:
Uпр3(t) = Vпр3•Сos[Wпр•t-ϕк2(t)+ϕпр3];
Uпр4(t) = Vпр4•Сos[3Wпр•t-ϕк2(t)+ϕпр4]; 0≤t≤Tз1,
где Vnp3=1/2К•Vз1Vг1,
Vnp4=1/2К•Vз2Vг2;
Wnp=Wг1-Wз1 - промежуточная частота;
3Wnp=Wг2-Wз2,
ϕпр3 = ϕг1-ϕз1; ϕпр4 = ϕг2-ϕз1
попадают в полосы пропускания усилителей 8 и 9 промежуточной частоты. Напряжение Unp4(t) с выхода усилителя 9 промежуточной частоты поступает на вход амплитудного детектора 12, где оно детектируется и поступает на управляющий вход ключа 14, открывая его.

Напряжение Unp3(t) с выхода усилителя 8 промежуточной частоты поступает через открытый ключ 14 на второй выход II преобразователя частоты для дальнейшей обработки.

Если ФМН-сигнал
2(t) = Vз2•Cos•[Wз2•t+ϕк3(t)+ϕз2]; 0≤t≤Tз2,
принимается по второму зеркальному каналу на частоте Wз2 (фиг.2), то преобразованные по частоте сигналы:
Uпр5(t) = Vпр5•Cos[3Wпр•t+ϕк3(t)+ϕпр5];
Uпр6(t) = Vпр6•Cos[Wпр•t+ϕк3(t)+ϕпр6]; 0≤t≤Tз2,
где Vnp5=1/2К•Vз2Vг1;
Vnp6=1/2К•Vз2Vг2:
3Wnp=Wз2-Wг1;
Wnp=Wз2-Wг1 - промежуточная частота;
ϕпр5 = ϕз2-ϕг1; ϕпр6 = ϕз2-ϕг2;
попадают в полосы пропускания усилителей 7 и 6 промежуточной частоты. Напряжение Unp5(t) с выхода усилителя 7 промежуточной частоты поступает на вход амплитудного детектора 11, где оно детектируется и поступает на управляющий вход ключа 15, открывая его.

Напряжение Unp6(t) с выхода усилителя 6 промежуточной частоты через открытый ключ 15 поступает на третий III выход преобразователя частоты для дальнейшей обработки.

Если ФМН-сигналы одновременно принимаются по зеркальным каналам на частотах Wз1 и Wз2, то канальные напряжения Unp3(i) и Unp6(t) поступают на два входа коррелятора 16. Так как данные напряжения образованы различными сигналами, принимаемыми на разных частотах Wз1 и Wз2, поэтому между ними существует слабая корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора 16 не превышает порогового уровня Vnop в пороговом блоке 17 и ключ 18 не открывается. Тем самым появление ложного сигнала на первом I выходе преобразователя частоты исключается.

Если ФМН-сигналы одновременно принимаются по основному каналу на частоте Wс, по первому Wз1, и по второму Wз2 зеркальным каналам, то в работе участвуют одновременно все блоки преобразователя частоты.

Таким образом, предлагаемый преобразователь частоты по сравнению с прототипом обеспечивает расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина. Это достигается использованием сигналов, принимаемых по двум зеркальным каналам. Преобразование по зеркальным каналам приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кnp, что и по основному каналу. Поэтому они являются наиболее существенными среди дополнительных каналов приема.

Похожие патенты RU2213410C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ СЕРДЦА 2003
  • Бойцов С.А.
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
  • Рыбкин Л.В.
RU2242921C1
ПРИЁМНИК СИГНАЛОВ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ "НАВСТАР" И "ГЛОНАСС" 2002
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2231218C1
СИСТЕМА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ СЕРДЦА 2004
  • Бойцов Сергей Анатольевич
  • Заренков Вячеслав Адамович
  • Заренков Дмитрий Вячеславович
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Рыбкин Леонид Всеволодович
  • Шуленин Сергей Николаевич
RU2281026C2
АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК 2006
  • Заренков Вячеслав Адамович
  • Заренков Дмитрий Вячеславович
  • Дикарев Виктор Иванович
RU2325761C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ СЕРДЦА 2011
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Петрушин Владимир Николаевич
RU2458625C1
СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА, ТЕРПЯЩЕГО БЕДСТВИЕ НА ВОДЕ 2002
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2226479C2
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ДИРИЖАБЛЬ 2013
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Рогалева Любовь Викторовна
  • Горшков Лев Капитонович
RU2532301C1
СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СУДОВ И САМОЛЁТОВ, ПОТЕРПЕВШИХ АВАРИЮ 2001
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2201601C2
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 2002
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2223594C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА РЕЙСОВ АВТОСАМОСВАЛОВ 2002
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2234735C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 213 410 C1

Реферат патента 2003 года ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в супергетеродинных приемниках. Достигаемый технический результат - расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотой перестройки гетеродина путем использования зеркальных каналов приема. Преобразователь частоты содержит два гетеродина два смесителя, пять усилителей промежуточной частоты, три амплитудных детектора, четыре ключа, пороговый блок и коррелятор. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 213 410 C1

Преобразователь частоты, содержащий последовательно включенные первый смеситель, первый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединен с выходом первого гетеродина, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно подключенные к входу преобразователя частоты второй смеситель и второй усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные первый амплитудный детектор и первый ключ, отличающийся тем, что он снабжен вторым гетеродином, третьим, четвертым и пятым усилителями промежуточной частоты, вторым и третьим амплитудными детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, коррелятором и пороговым блоком, причем второй вход второго смесителя соединен с выходом второго гетеродина, вход первого амплитудного детектора соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены коррелятор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, пороговый блок и четвертый ключ, второй вход которого через первый ключ соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход является первым выходом преобразователя частоты, к выходу первого смесителя последовательно подключены третий усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, а выход является третьим выходом преобразователя частоты, к выходу первого смесителя последовательно подключены четвертый усилитель промежуточной частоты и второй ключ, второй вход которого через последовательно включенные пятый усилитель промежуточной частоты и третий амплитудный детектор соединен с выходом второго смесителя, а выход является вторым выходом преобразователя частоты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2213410C1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 2000
  • Дикарев В.И.
  • Замарин А.И.
  • Родин Д.Ф.
  • Косырев В.Ф.
  • Шишкин Н.В.
RU2176128C2
Преобразователь частоты 1989
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Соловьев Владимир Николаевич
SU1713082A1
Транспортное средство 1983
  • Мерцалов Ростислав Владимирович
  • Син Моисей Павлович
  • Ланг Николай Николаевич
  • Шемякин Вениамин Алексеевич
  • Чербаев Павел Кимович
  • Шлаков Федор Прокопьевич
  • Пархоменко Надежда Степановна
SU1113573A1
US 3913019, 14.10.1975
US 4008443, 15.02.1977.

RU 2 213 410 C1

Авторы

Заренков В.А.

Заренков Д.В.

Дикарев В.И.

Даты

2003-09-27Публикация

2002-01-28Подача